Dengan meningkatnya permintaan global akan energi terbarukan, teknologi fotovoltaik (tenaga surya) telah banyak digunakan sebagai komponen penting dari energi bersih. Dan bagaimana mengoptimalkan kinerja sistem PV untuk meningkatkan efisiensi energi selama pemasangannya telah menjadi isu penting bagi para peneliti dan teknisi. Studi terkini telah mengusulkan sudut kemiringan dan ketinggian elevasi yang optimal untuk sistem PV atap, yang memberikan ide-ide baru untuk meningkatkan efisiensi pembangkitan daya PV.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja sistem PV
Kinerja sistem PV atap dipengaruhi oleh sejumlah faktor, yang paling penting di antaranya adalah sudut radiasi matahari, suhu sekitar, sudut pemasangan, dan elevasi. Kondisi cahaya di berbagai wilayah, perubahan iklim, dan struktur atap semuanya memengaruhi efek pembangkitan daya panel PV. Di antara faktor-faktor ini, sudut kemiringan dan tinggi panel PV merupakan dua variabel penting yang secara langsung memengaruhi penerimaan cahaya dan efisiensi pembuangan panasnya.
Sudut Kemiringan Optimal
Penelitian telah menunjukkan bahwa sudut kemiringan optimal sistem PV tidak hanya bergantung pada lokasi geografis dan variasi musiman, tetapi juga terkait erat dengan kondisi cuaca setempat. Secara umum, sudut kemiringan panel PV harus mendekati garis lintang setempat untuk memastikan penerimaan energi radiasi matahari secara maksimal. Sudut kemiringan optimal biasanya dapat disesuaikan dengan tepat menurut musim untuk beradaptasi dengan sudut cahaya musiman yang berbeda.
Optimasi di musim panas dan musim dingin:
1. Di musim panas, saat matahari berada di dekat puncaknya, sudut kemiringan panel PV dapat diturunkan secara tepat untuk menangkap sinar matahari langsung yang intens dengan lebih baik.
2. Di musim dingin, sudut matahari lebih rendah, dan peningkatan sudut kemiringan yang tepat memastikan panel PV menerima lebih banyak sinar matahari.
Selain itu, ditemukan bahwa desain sudut tetap (biasanya dipasang di dekat sudut lintang) juga merupakan opsi yang sangat efisien dalam beberapa kasus untuk aplikasi praktis, karena menyederhanakan proses pemasangan dan tetap menyediakan pembangkitan daya yang relatif stabil dalam sebagian besar kondisi iklim.
Ketinggian Atas yang Optimal
Dalam desain sistem PV atap, tinggi panel PV (yaitu, jarak antara panel PV dan atap) juga merupakan faktor penting yang memengaruhi efisiensi pembangkitan daya. Ketinggian yang tepat meningkatkan ventilasi panel PV dan mengurangi akumulasi panas, sehingga meningkatkan kinerja termal sistem. Penelitian telah menunjukkan bahwa ketika jarak antara panel PV dan atap ditingkatkan, sistem mampu secara efektif mengurangi kenaikan suhu dan dengan demikian meningkatkan efisiensi.
Efek ventilasi:
3. Jika ketinggian di atas kepala tidak memadai, panel PV dapat mengalami penurunan kinerja karena penumpukan panas. Suhu yang berlebihan akan mengurangi efisiensi konversi panel PV dan bahkan dapat memperpendek masa pakainya.
4. Peningkatan ketinggian penahan membantu meningkatkan sirkulasi udara di bawah panel PV, menurunkan suhu sistem dan mempertahankan kondisi operasi yang optimal.
Namun, peningkatan ketinggian di atas juga berarti biaya konstruksi yang lebih tinggi dan kebutuhan ruang yang lebih banyak. Oleh karena itu, pemilihan ketinggian di atas yang tepat perlu disesuaikan dengan kondisi iklim setempat dan desain khusus sistem PV.
Eksperimen dan Analisis Data
Studi terkini telah mengidentifikasi beberapa solusi desain yang dioptimalkan dengan bereksperimen dengan berbagai kombinasi sudut atap dan tinggi atap. Dengan melakukan simulasi dan menganalisis data aktual dari beberapa wilayah, para peneliti menyimpulkan:
5. sudut kemiringan optimal: secara umum, sudut kemiringan optimal untuk sistem PV atap berada dalam kisaran plus atau minus 15 derajat dari garis lintang lokal. Penyesuaian khusus dioptimalkan menurut perubahan musim.
6. Ketinggian optimal: untuk sebagian besar sistem PV atap, ketinggian optimal adalah antara 10 dan 20 sentimeter. Ketinggian yang terlalu rendah dapat menyebabkan penumpukan panas, sedangkan ketinggian yang terlalu tinggi dapat meningkatkan biaya pemasangan dan perawatan.
Kesimpulan
Dengan kemajuan teknologi surya yang berkelanjutan, cara memaksimalkan efisiensi pembangkitan daya sistem PV telah menjadi isu penting. Sudut kemiringan dan tinggi atap sistem PV atap yang optimal yang diusulkan dalam studi baru ini memberikan solusi pengoptimalan teoritis yang membantu meningkatkan efisiensi sistem PV secara keseluruhan. Di masa mendatang, dengan pengembangan desain cerdas dan teknologi big data, diharapkan kita akan mampu mencapai pemanfaatan energi PV yang lebih efisien dan ekonomis melalui desain yang lebih akurat dan personal.
Waktu posting: 13-Feb-2025